JP2877895B2 - Positive photosensitive resin composition - Google Patents

Positive photosensitive resin composition

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JP2877895B2
JP2877895B2 JP13711390A JP13711390A JP2877895B2 JP 2877895 B2 JP2877895 B2 JP 2877895B2 JP 13711390 A JP13711390 A JP 13711390A JP 13711390 A JP13711390 A JP 13711390A JP 2877895 B2 JP2877895 B2 JP 2877895B2
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江津 竹内
直滋 竹田
敏郎 竹田
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エレクトロニクス分野いおいて、保護層な
らびに絶縁層の形成に有用な耐熱性のポジ型感光性樹脂
組成物に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat-resistant positive photosensitive resin composition useful for forming a protective layer and an insulating layer in the field of electronics.

[従来の技術] 一般にポジ型レジストは、アルカリ可溶性のノボラッ
ク樹脂に、感光剤であるO−キノンジアジドあるいはナ
フトキノンジアジドを添加し製造されている。しかしこ
のポジ型ノボラック樹脂は、耐熱性が低く、高温となる
ような半導体加工プロセスには適していない。そこで近
年、高温時においてパターン形状が安定である耐熱性の
フォトレジストの開発が行われている。例として特開昭
56−27140号公報に記載されているポリベンゾオキサゾ
ールのオリゴマーまたはポリマー前駆体に感光性のジア
ゾキノン類を加えた形の耐熱性ポジ型レジストがある。
しかしこのレジストは溶解性が良過ぎるため、現像工程
における膜減りが大きく、加工幅が小さいという欠点が
ある。また一般的なノボラック系ポジ型レジストと同
様、シリコン酸化膜などに対する密着性が悪く、現像中
にパターンが剥離を起こしてしまうため、シリルアミン
誘導体、例えばヘキサメチルジシラザン、クロルメチル
シランなどでウェハー表面を前処理する必要がある。
[Prior Art] Generally, positive resists are produced by adding O-quinonediazide or naphthoquinonediazide as a photosensitizer to an alkali-soluble novolak resin. However, this positive-type novolak resin has low heat resistance and is not suitable for a semiconductor processing process at a high temperature. Therefore, in recent years, a heat-resistant photoresist having a stable pattern shape at high temperatures has been developed. As an example,
There is a heat-resistant positive resist in which a photosensitive diazoquinone is added to an oligomer or polymer precursor of polybenzoxazole described in JP-A-56-27140.
However, since this resist has too high solubility, there is a drawback that the film is greatly reduced in the developing step and the processing width is small. In addition, similar to a general novolak-based positive resist, the adhesion to a silicon oxide film or the like is poor, and the pattern is peeled off during development. Therefore, the surface of the wafer is exposed to a silylamine derivative such as hexamethyldisilazane or chloromethylsilane. Must be pre-processed.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は、現像工程における広い加工幅を有しかつシ
リコン酸化膜に対して高い密着性を有するポリベンゾオ
キサゾール前駆体よりなるポジ型感光性樹脂組成物を提
供するにある。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention provides a positive photosensitive resin composition comprising a polybenzoxazole precursor having a wide processing width in a developing step and having high adhesion to a silicon oxide film. To be.

[課題を解決するための手段] 本発明は、(1)下記式[I],[II],[III],
[IV]で示される基を有するモノマー(A),(B),
(C),(D) (式中、W:2価の芳香族基) (式中、X:4価の芳香族基 1:0〜2 m:1〜2 1+m=2 (式中、Y:2価の芳香族基) (D)−NH−Z−NH− …〔IV〕 (式中、Z:2価の芳香族基、脂肪族基) を下記割合で重合した、 (A)2〜50モル%、(B)2〜50モル% (C)0〜48モル%、(D)0〜48モル% (但し、(D)は0モル%を含まない) 重合度2〜500のポリベンゾオキサゾール前駆体よりな
るポジ型感光性樹脂組成物。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides (1) the following formulas [I], [II], [III],
Monomers (A), (B), and (B) having a group represented by [IV]
(C), (D) (Wherein, W: divalent aromatic group) (Wherein, X: tetravalent aromatic group 1: 0-2 m: 1-2 21 + m = 2 (Wherein, Y is a divalent aromatic group) (D) -NH-Z-NH -... [IV] (where Z is a divalent aromatic group or an aliphatic group) is polymerized at the following ratio. (A) 2 to 50 mol%, (B) 2 to 50 mol%, (C) 0 to 48 mol%, (D) 0 to 48 mol% (however, (D) does not include 0 mol%) A positive photosensitive resin composition comprising a polybenzoxazole precursor having a degree of polymerization of 2 to 500.

(2)前駆体中におけるm基の総数の割合が である特許請求の範囲第1項記載のポジ型感光性樹脂組
成物。
(2) The ratio of the total number of m groups in the precursor is The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the composition is:

(3)前駆体中におけるZ基が下記式〔V〕で示される
シロキサン化合物基 (式中、R1,R2:2価の脂肪族基、芳香族基 R3,R4,R5,R6:1価の脂肪族基、芳香族基 k:1〜100) を有するモノマーが2〜20モル%である特許請求の範囲
第1項、第2項記載のポジ型感光性樹脂組成物である。
(3) a siloxane compound group in which the Z group in the precursor is represented by the following formula [V] (Wherein, R 1 , R 2 : divalent aliphatic group, aromatic group R 3 , R 4 , R 5 , R 6 : monovalent aliphatic group, aromatic group k: 1 to 100) 3. The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the monomer content is 2 to 20 mol%.

[作用] 本発明の式〔I〕で示される基の中のWまたは式〔II
I〕で示される基の中のYは、2個の芳香族基で、例え
ば、 (式中、A:−CH2−,−O−,−S−,−SO2−,−CO
−,−NHCO−,−C(CF3)−) などであるが、これに限定されるものではなく、またW
とYは同じであっても異なっていてもよい。本発明の式
〔II〕で示される基の中のXは4価の芳香族基で、例え
(式中、A:−CH2−,−O−,−S−,−SO2−,−CO
−,−NHCO−,−C(CF3)−) などであるが、これに限定されるものではない。本発明
の式〔IV〕で示される基の中のZは2価の芳香族基、脂
肪族基を示し、該基を含む原料モノマーとしては、例え
ば、m−フェニレン−ジアミン、p−フェニレン−ジア
ミン、2,3,5,6−テトラメチル−p−フェニレンジアミ
ン、1−イソプロピル−2,4−フェニレン−ジアミン、
ビス(トリフルオロメチル)フェニレンジアミン、m−
キシリレン−ジアミン、p−キシリレン−ジアミン、メ
チレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチ
ルヘキサメチレンジアミン、3−メトキシ−ヘキサメチ
レンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、2,5−ジメチ
ル−ヘプタメチレンジアミン、3−メチルヘプタメチレ
ンジアミン、4,4−ジメチル−ヘプタメチレンジアミ
ン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、
5−メチル−ノナメチレンジアミン、2,5−ジメチル−
ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、エチレ
ンジアミン、プロピレンジアミン、2,2−ジメチル−プ
ロピレンジアミン、1,10−ジアミノ−1,10−ジメチルデ
カン、2,11−ジアミノ−ドデカン、1,12−ジアミノ−オ
クタデカン、2,12−ジアミノ−オクタデカン、2,17−ジ
アミノ−アイコサン、3,3′−ジアミノ−ジフェニルメ
タン、4,4−ジアミノ−ジフェニルメタン、3,3−ジメチ
ル−4,4′−ジアミノ−ジフェニルメタン、ビス(p−
アミノ−シクロヘキシル)メタン、3,3′−ジアミノ−
ジフェニルエタン、4,4′−ジアミノ−ジフェニルエタ
ン、4,4′−ジアミノ−ジフェニルエーテル、ビス(p
−β−アミノ−t−ブチルフェニル)エーテル、3,3′
−ジメチル−4,4′−ジアミノ−ジフェニルエーテル、
3,3′−ジアミノ−ジフェニルプロパン、4,4′−ジアミ
ノ−ジフェニルプロパン、2,2′−ビス(p−アミノフ
ェニル)プロパン、2,2′−ビス(アミノフェニル)ヘ
キサフルオロプロパン、2,2′−ビス[4−(p−アミ
ノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2′−ビス
[(アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロ
パン、ビス{[(トリフルオロメチル)アミノフェノキ
シ]フェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,5−ジアミ
ノ−m−キシレン、2,5−ジアミノ−p−キシレン、2,6
−ジアミノ−ピリジン、2,5−ジアミノ−ピリジン、2,6
−ジアミノ−4−トリフルオロメチルピリジン、2,5−
ジアミノ−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ジアミノ−
シクロヘキサン、ピペラジン、4,4′−メチレン−ジア
ニリン、4,4′−メチレン−ビス(o−クロルアニリ
ン)、4,4′−メチレン−ビス(3−メチルアニリ
ン)、4,4′−メチレン−ビス(2−エチルアニリ
ン)、4,4′−メチレン−ビス(2−メトキシアニリ
ン)、4,4′−メチレン−ビス(2−メチルアニリ
ン)、4,4′−オキシ−ジアニリン、4,4′−オキシ−ビ
ス(2−メトキシアニリン)、4,4′−オキシ−ビス
(2−クロルアニリン)、4,4′−チオ−ジアニリン、
4,4′−チオ−ビス(2−メチルアニリン)、4,4′−チ
オ−ビス(2−メトキシアニリン)、4,4′−チオ−ビ
ス(2−クロルアニリン)、3,3′−スルホニル−ジア
ニリン、4,4′−スルホニル−ジアニリン、4,4′−スル
ホニル−ビス(2−メチルアニリン)、4,4′−スルホ
ニル−ビス(2−エトキシアニリン)、4,4′−スルホ
ニル−ビス(2−クロルアニリン)、4,4′−イソプロ
ピリデン−ジアニリン、4,4′−メチレン−ビス(3−
カルボキシアニリン)、1,3−ビス−(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス−(2−
アミノエチルアミノメチル)−1,1′,3,3′−テトラメ
チルジシロキサン、1,3−ビス−(m−アミノフェニ
ル)−1,1′,3,3′−テトラメチルジシロキサン、ビス
(アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、ビス(ア
ミノフェニル)ポリジメチルシロキサン、1,4−ビス
(3−アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン、ビス
(4−アミノフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−ア
ミノフェニル)ジエチルシラン、ビス(4−アミノフェ
ニル)ジフェニルシラン、ビス(4−アミノフェノキ
シ)ジメチルシラン、5,5−メチレン−ビス−(2−ア
ミノフェノール)、5,5−オキシ−ビス−(2−アミノ
フェノール)、5,5−スルホニル−ビス−(2−アミノ
フェノール)、ビス(4−アミノフェニル)エチルホス
フィンオキサイド、N−[ビス−(4−アミノフェニ
ル)]−N−メチルアミン、N−[ビス−(4−アミノ
フェニル)]−N−フェニルアミン、5−アミノ−1−
(4−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダ
ン、3,3′−ジアミノ−ジフェニルスルフィド、4,4′−
ジアミノ−ジフェニルスルフィド、3,3′−ジアミノ−
ジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノ−ジフェニルス
ルホン、3,3′−ジアミノ−ジフェニルエーテル、4,4′
−ジアミノ−ジフェニルエーテル、2,2′−ビス(トリ
フルオロメチル)−4,4′−ジアミノ−ジフェニルエー
テル、3,3′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジ
アミノ−ジフェニルエーテル、3,3′,5,5′−テトラキ
ス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノ−ジフェ
ニルエーテル、ジアミノベンゾ−トリフルオライド、2,
6−ジアミノ−4−カルボキシリックベンゼン、ビス
{2−[(アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオ
ロイソプロピル}ベンゼン、1,4−ビス(p−アミノフ
ェノキシ)ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)ジ(ト
リフルオロメチル)ベンゼン、ビス(アミノフェノキ
シ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン、ビス
[(トリフルオロメチル)アミノフェノキシ]ベンゼ
ン、ビス(p−β−メチル−δ−アミノペンチル)ベン
ゼン、p−ビス(2−メチル−4−アミノペンチル)ベ
ンゼン、p−ビス(1,1−ジメチル−5−アミノペンチ
ル)ベンゼン、ジアミノ−テトラ(トリフルオロメチ
ル)ベンゼン、ジアミノ(ペンタフロオロエチル)ベン
ゼン、ベンジジン、3,3′−ジメチルベンジジン、3,3′
−ジメトキシ−ベンジジン、2,2′−ビス(トリフルオ
ロメチル)ベンジジン、3,3′−ビス(トリフルオロメ
チル)ベンジジン、3,3′−ジクロルベンジジン、3,3′
−ジカルボキシベンジジン、3,3′−ジアミノ−4,4′−
ジカルボキシリックベンジジン、3,3′−ジアミノ−ビ
フェニル、3,4′−ジアミノ−ビフェニル、4,4′−ジア
ミノ−ビフェニル、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノ
−ビフェニル、4,4′−ビス(p−アミノフェノキシ)
ビフェニル、ビス[(トリフルオロメチル)アミノフェ
ノキシ]ビフェニル、3,3′−ジアミノ−ベンゾフェノ
ン、3,4′−ジアミノ−ベンゾフェノン、4、4′−ジ
アミノ−ベンゾフェノン、3,3′−ビス(トリフルオロ
メチル)−4,4′−ジアミノ−ベンゾフェノン、3,3′−
ジメチル−4,4′−ジアミノ−ベンゾフェノン、3,3′−
ジメトキシ−4,4′−ジアミノ−ベンゾフェノン、3、
3′−ジクロル−4,4′−ジアミノ−ベンゾフェノン、
3,3″−ジアミノ−p−テルフェニル、4,4″−ジアミノ
−p−テルフェニル、4,4−ジアミノ−クオーターフ
ェニル、1,5−ジアミノ−ナフタレン、2,6−ジアミノ−
ナフタレン、2,4−ジアミノ−トルエン、2,5−ジアミノ
−トルエン、2,4−ビス(β−アミノ−t−ブチル)ト
ルエンなどを用いることができるが、これに限定される
ものではない。
[Action] W in the group represented by the formula [I] of the present invention or formula [II]
Y in the group represented by I] is two aromatic groups, for example, (Wherein, A: -CH 2 -, - O -, - S -, - SO 2 -, - CO
-, - NHCO -, - C (CF 3) -) but the like, not limited to this and W
And Y may be the same or different. X in the group represented by the formula [II] of the present invention is a tetravalent aromatic group, for example, (Wherein, A: -CH 2 -, - O -, - S -, - SO 2 -, - CO
-, - NHCO -, - C (CF 3) -) but the like, but is not limited thereto. Z in the group represented by the formula [IV] of the present invention represents a divalent aromatic group or an aliphatic group, and as a raw material monomer containing the group, for example, m-phenylene-diamine, p-phenylene- Diamine, 2,3,5,6-tetramethyl-p-phenylenediamine, 1-isopropyl-2,4-phenylene-diamine,
Bis (trifluoromethyl) phenylenediamine, m-
Xylylene-diamine, p-xylylene-diamine, methylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, 2,5-dimethylhexamethylenediamine, 3-methoxy-hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, 2,5- Dimethyl-heptamethylenediamine, 3-methylheptamethylenediamine, 4,4-dimethyl-heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine,
5-methyl-nonamethylenediamine, 2,5-dimethyl-
Nonamethylenediamine, decamethylenediamine, ethylenediamine, propylenediamine, 2,2-dimethyl-propylenediamine, 1,10-diamino-1,10-dimethyldecane, 2,11-diamino-dodecane, 1,12-diamino-octadecane 2,12-diamino-octadecane, 2,17-diamino-icosane, 3,3'-diamino-diphenylmethane, 4,4-diamino-diphenylmethane, 3,3-dimethyl-4,4'-diamino-diphenylmethane, bis (P-
Amino-cyclohexyl) methane, 3,3'-diamino-
Diphenylethane, 4,4'-diamino-diphenylethane, 4,4'-diamino-diphenyl ether, bis (p
-Β-amino-t-butylphenyl) ether, 3,3 '
-Dimethyl-4,4'-diamino-diphenyl ether,
3,3'-diamino-diphenylpropane, 4,4'-diamino-diphenylpropane, 2,2'-bis (p-aminophenyl) propane, 2,2'-bis (aminophenyl) hexafluoropropane, 2'-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2'-bis [(aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, bis {[(trifluoromethyl) aminophenoxy] phenyl} hexafluoropropane , 2,5-diamino-m-xylene, 2,5-diamino-p-xylene, 2,6
-Diamino-pyridine, 2,5-diamino-pyridine, 2,6
-Diamino-4-trifluoromethylpyridine, 2,5-
Diamino-1,3,4-oxadiazole, 1,4-diamino-
Cyclohexane, piperazine, 4,4'-methylene-dianiline, 4,4'-methylene-bis (o-chloroaniline), 4,4'-methylene-bis (3-methylaniline), 4,4'-methylene- Bis (2-ethylaniline), 4,4'-methylene-bis (2-methoxyaniline), 4,4'-methylene-bis (2-methylaniline), 4,4'-oxy-dianiline, 4,4 '-Oxy-bis (2-methoxyaniline), 4,4'-oxy-bis (2-chloroaniline), 4,4'-thio-dianiline,
4,4'-thio-bis (2-methylaniline), 4,4'-thio-bis (2-methoxyaniline), 4,4'-thio-bis (2-chloroaniline), 3,3'- Sulfonyl-dianiline, 4,4'-sulfonyl-dianiline, 4,4'-sulfonyl-bis (2-methylaniline), 4,4'-sulfonyl-bis (2-ethoxyaniline), 4,4'-sulfonyl- Bis (2-chloroaniline), 4,4'-isopropylidene-dianiline, 4,4'-methylene-bis (3-
Carboxyaniline), 1,3-bis- (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis- (2-
Aminoethylaminomethyl) -1,1 ', 3,3'-tetramethyldisiloxane, 1,3-bis- (m-aminophenyl) -1,1', 3,3'-tetramethyldisiloxane, bis (Aminopropyl) polydimethylsiloxane, bis (aminophenyl) polydimethylsiloxane, 1,4-bis (3-aminopropyldimethylsilyl) benzene, bis (4-aminophenyl) dimethylsilane, bis (4-aminophenyl) diethyl Silane, bis (4-aminophenyl) diphenylsilane, bis (4-aminophenoxy) dimethylsilane, 5,5-methylene-bis- (2-aminophenol), 5,5-oxy-bis- (2-aminophenol ), 5,5-sulfonyl-bis- (2-aminophenol), bis (4-aminophenyl) ethylphosphine oxide, N- [bis- (4-A Nofeniru)] - N-methylamine, N-[bis - (4-aminophenyl)] - N-phenylamine, 5-amino-1-
(4-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 3,3'-diamino-diphenylsulfide, 4,4'-
Diamino-diphenyl sulfide, 3,3'-diamino-
Diphenyl sulfone, 4,4'-diamino-diphenyl sulfone, 3,3'-diamino-diphenyl ether, 4,4 '
Diamino-diphenyl ether, 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diamino-diphenyl ether, 3,3'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diamino-diphenyl ether, 3,3 ', 5,5'-Tetrakis (trifluoromethyl) -4,4'-diamino-diphenyl ether, diaminobenzo-trifluorofluoride,
6-diamino-4-carboxylic benzene, bis {2-[(aminophenoxy) phenyl] hexafluoroisopropyl} benzene, 1,4-bis (p-aminophenoxy) benzene, bis (aminophenoxy) di (trifluoromethyl) ) Benzene, bis (aminophenoxy) tetrakis (trifluoromethyl) benzene, bis [(trifluoromethyl) aminophenoxy] benzene, bis (p-β-methyl-δ-aminopentyl) benzene, p-bis (2-methyl -4-aminopentyl) benzene, p-bis (1,1-dimethyl-5-aminopentyl) benzene, diamino-tetra (trifluoromethyl) benzene, diamino (pentafluoroethyl) benzene, benzidine, 3,3 ′ -Dimethylbenzidine, 3,3 '
-Dimethoxy-benzidine, 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine, 3,3'-bis (trifluoromethyl) benzidine, 3,3'-dichlorobenzidine, 3,3 '
-Dicarboxybenzidine, 3,3'-diamino-4,4'-
Dicarboxylic benzidine, 3,3'-diamino-biphenyl, 3,4'-diamino-biphenyl, 4,4'-diamino-biphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diamino-biphenyl, 4, 4'-bis (p-aminophenoxy)
Biphenyl, bis [(trifluoromethyl) aminophenoxy] biphenyl, 3,3'-diamino-benzophenone, 3,4'-diamino-benzophenone, 4,4'-diamino-benzophenone, 3,3'-bis (trifluoro Methyl) -4,4'-diamino-benzophenone, 3,3'-
Dimethyl-4,4'-diamino-benzophenone, 3,3'-
Dimethoxy-4,4'-diamino-benzophenone, 3,
3'-dichloro-4,4'-diamino-benzophenone,
3,3 "-diamino-p-terphenyl, 4,4" -diamino-p-terphenyl, 4,4-diamino-quarterphenyl, 1,5-diamino-naphthalene, 2,6-diamino-
Naphthalene, 2,4-diamino-toluene, 2,5-diamino-toluene, 2,4-bis (β-amino-t-butyl) toluene and the like can be used, but are not limited thereto.

本発明の式〔II〕で示される基の中のQは、 で示される基で、該基を有する、1,2−ベンゾキノンジ
アジド−4−スルホン酸、1,2−ナフトキノンジアジド
−4−スルホン酸、1,2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−4−スルホ
ン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸な
どのO−キノンジアジド化合物が好ましいが、これに限
定されるものではない。
Q in the group represented by formula (II) of the present invention is In the group represented by, having the group, 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-5
O-quinonediazide compounds such as sulfonic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid, and 2,1-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid are preferred, but not limited thereto.

本発明によるポリベンゾオキサゾール前駆体は、X基
を有する例えば芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物と、
Z基を有する例えばジアミノシロキサンと、W基または
Y基を有する例えば芳香族ジカルボン酸クロリドまたは
芳香族ジカルボン酸または芳香族ジカルボン酸エステル
とを重縮合した後、Q基を有する例えばO−キノンジア
ジドのスルホニルクロリドを例えばテトラヒドロフラ
ン、ジグライム、ジメチルスルホキシド、N−メチルピ
ロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルホル
ムアミドなどの溶媒に溶解し、脱酸剤としてトリエチル
アミン、ピリジンのような塩基を添加し、更に反応させ
ることにより得られる。ポリベンゾオキサゾール前駆体
へのO−キノンジアジドの反応率としては水酸基に対し
て2〜50%、特に10〜20%であることが好ましい。2%
未満でも使用可能であるが、アルカリ水溶液に対する溶
解性が大きくなりすぎるため、未露光部の溶解、即ち膜
減りが大きくなる傾向がある。また50%以上でも使用可
能であるが、重合体の疎水性が増し、アルカリ水溶液に
対して不溶になる傾向がある。
The polybenzoxazole precursor according to the present invention comprises, for example, an aromatic diaminodihydroxy compound having an X group,
After polycondensation of, for example, a diaminosiloxane having a Z group with, for example, an aromatic dicarboxylic acid chloride or an aromatic dicarboxylic acid or an aromatic dicarboxylic acid ester having a W group or a Y group, a sulfonyl of, for example, O-quinonediazide having a Q group Chloride is dissolved in a solvent such as tetrahydrofuran, diglyme, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylformamide and the like, and a base such as triethylamine and pyridine is added as a deacidifying agent, followed by further reaction. Is obtained by The reaction rate of O-quinonediazide to the polybenzoxazole precursor is preferably 2 to 50%, particularly preferably 10 to 20%, based on the number of hydroxyl groups. 2%
Although it can be used even if it is less than 1, solubility in an alkaline aqueous solution becomes too large, so that dissolution of an unexposed portion, that is, film reduction tends to be large. Although it can be used at 50% or more, the hydrophobicity of the polymer increases, and it tends to be insoluble in an aqueous alkaline solution.

本発明におけるポジ型感光性樹脂組成物は、シリコン
酸化膜などの基板に対して優れた密着性を示す。従来の
ポジ型レジストは、密着性が悪く、現像中残るべきレジ
スト部分が剥離したり、エッチングの際サイドエッチが
大きいため使用できなかったりする。そこで予めシリル
アミン誘導体、例えばヘキサメチレンジシラザン、クロ
ロメチルシランなどでウェハー前処理を行ったり、樹脂
組成物にシランカップリング剤を添加し、密着性を補っ
ていたが、充分でなかった。本発明においては、式
〔V〕で示されるシロキサン化合物基を有する下記式
〔IV〕で示されるジアミノシロキサン化合物 (式中、R1,R2:2価の脂肪族基、芳香族基 R3,R4,R5,R6:1価の脂肪族基、芳香族基 k:1〜100) を、ポリベンゾオキサゾール前駆体の合成の際に2〜20
モル%、特に5〜10モル%を加えて反応させることで優
れた密着性を示す。2モル%以下でも使用可能である
が、シリコン酸化膜との密着性が下がる傾向があり、20
モル%以上でも使用可能ではあるが、最終硬化後におい
て得られる膜が脆くなるという傾向が生じる。
The positive photosensitive resin composition of the present invention exhibits excellent adhesion to a substrate such as a silicon oxide film. The conventional positive resist has poor adhesion, and the resist portion to be left during development is peeled off, or cannot be used because etching has a large side etch. Therefore, the wafer was pre-treated with a silylamine derivative, for example, hexamethylene disilazane, chloromethylsilane, or the like, or a silane coupling agent was added to the resin composition to supplement the adhesion, but this was not sufficient. In the present invention, a diaminosiloxane compound represented by the following formula [IV] having a siloxane compound group represented by the formula [V] (Wherein, R 1 , R 2 : divalent aliphatic group, aromatic group R 3 , R 4 , R 5 , R 6 : monovalent aliphatic group, aromatic group k: 1 to 100) 2-20 during the synthesis of the polybenzoxazole precursor
Excellent adhesion is obtained by reacting with mol%, especially 5 to 10 mol%. Although it can be used at less than 2 mol%, the adhesion to the silicon oxide film tends to decrease,
Although it can be used at mol% or more, the film obtained after final curing tends to be brittle.

本発明によるポジ型感光性樹脂組成物は、マスクを通
して化学線で露光するか、光線、電子ビーム又はイオン
線で照射する。露光又は照射された部分はアルカリ可溶
となり、アルカリ水溶液で除去され、その時得られたパ
ターンは熱処理で耐熱性のポリベンゾオキサゾールに変
るものである。
The positive photosensitive resin composition according to the present invention is exposed to actinic radiation through a mask or irradiated with light, electron beam or ion beam. The exposed or irradiated portion becomes alkali-soluble and is removed with an aqueous alkali solution, and the resulting pattern is converted into a heat-resistant polybenzoxazole by heat treatment.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、上記のO−キノ
ンジアジドが共有結合したポリベンゾオキサゾール前駆
体を溶媒に溶かして作るが、溶媒としてはN−メチルピ
ロリドン、N,N−ジメチルアセトアミドなどが使用でき
る。
The positive photosensitive resin composition of the present invention is prepared by dissolving a polybenzoxazole precursor in which the above-mentioned O-quinonediazide is covalently bonded in a solvent, and the solvent includes N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide and the like. Can be used.

本発明による感光性樹脂組成物の使用方法は、まず、
該組成物を適当な支持体、例えばシリコンウェハーやセ
ラミック基板などに塗布する。塗布方法は、スピンナー
を用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗
布、浸漬、印刷、ロールコーティングなどで行なう。次
に、60〜100℃の低温でプリベークして塗膜を乾燥後、
所望のパターン形状に化学線を照射する。化学線として
は、X線、電子線、紫外線、可視光線などが使用できる
が、200〜500nmの波長のものが好ましい。
The method of using the photosensitive resin composition according to the present invention comprises:
The composition is applied to a suitable support, such as a silicon wafer or a ceramic substrate. The coating method is performed by spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, roll coating, or the like. Next, after pre-baking at a low temperature of 60 to 100 ° C and drying the coating film,
A desired pattern shape is irradiated with actinic radiation. As the actinic radiation, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays and the like can be used, but those having a wavelength of 200 to 500 nm are preferable.

次に露光部を現像液で溶解除去することによりレリー
フパターンを得る。現像液としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウ
ム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アル
カリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一ア
ミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の
第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミ
ン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリ
エタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウ
ムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩等アルカリ類
の水溶液、及びこれにメタノール、エタノールのような
アルコール類等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量
添加した水溶液を好適に使用することができる。現像方
法としては、例えばスプレー、パドル、浸漬、超音波な
どの方式が可能である。
Next, a relief pattern is obtained by dissolving and removing the exposed portion with a developing solution. Examples of the developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia; primary amines such as ethylamine and n-propylamine; diethylamine; Secondary amines such as propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, and quaternary ammoniums such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. An aqueous solution of an alkali such as a salt and an aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as an alcohol such as methanol or ethanol or a surfactant to the aqueous solution can be suitably used. As a developing method, for example, a method such as spray, paddle, immersion, and ultrasonic wave can be used.

次に、現像によって形成したレリーフパターンをリン
スする。リンス液としては、蒸留水を使用する。次に加
熱処理を行ない、オキサゾール環を形成し、耐熱性に富
む最終パターンを得る。
Next, the relief pattern formed by development is rinsed. Distilled water is used as the rinsing liquid. Next, heat treatment is performed to form an oxazole ring, and a final pattern having high heat resistance is obtained.

本発明による感光性樹脂組成物は、半導体用途のみな
らず、多層回路の層間絶縁膜やフレキシブル銅張板のカ
バーコート、ソルダーレジスト膜や液晶配向膜などとし
ても有用である。
The photosensitive resin composition according to the present invention is useful not only for semiconductor applications but also as an interlayer insulating film of a multilayer circuit, a cover coat of a flexible copper clad board, a solder resist film, a liquid crystal alignment film, and the like.

以下実施例により本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.

実施例 温度計、攪拌機、原料投入口、乾燥窒素ガス導入管を
備えた四つ口のセパラブルフラスコに、1,3−ビス(3
−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン3.79g
(0.015mol)とヘキサフルオロ−2,2−ビス(2−アミ
ノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン29.30g(0.080m
ol)をジメチルアセトアミド130ml及びピリジン15.82g
(0.200mol)の溶液に溶解した。次にシクロヘキサン40
mlに溶解したイソフタル酸クロライドとテレフタル酸ク
ロライドの両者等モルの混合物20.30g(0.100mol)を−
10〜−15℃で30分間かけて滴下し、その後室温で4時間
攪拌し、反応を終了した。反応混合物を濾過した後、濾
液を水中に投入しポリマーを沈澱させた。このポリベン
ゾオキサゾール前駆体(PA)を濾集し、水で充分洗浄し
た後、真空下80℃で1昼夜乾燥させた。
Example A 4-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material inlet, and a dry nitrogen gas inlet tube was charged with 1,3-bis (3
-Aminopropyl) tetramethyldisiloxane 3.79 g
(0.015 mol) and 29.30 g of hexafluoro-2,2-bis (2-amino-4-hydroxyphenyl) propane (0.080 m
ol) in 130 ml of dimethylacetamide and 15.82 g of pyridine
(0.200 mol). Next, cyclohexane 40
20.30 g (0.100 mol) of an equimolar mixture of both isophthalic acid chloride and terephthalic acid chloride dissolved in
The mixture was added dropwise at 10 to -15 ° C over 30 minutes, and then stirred at room temperature for 4 hours to complete the reaction. After filtering the reaction mixture, the filtrate was poured into water to precipitate a polymer. The polybenzoxazole precursor (PA) was collected by filtration, sufficiently washed with water, and dried at 80 ° C. under vacuum for one day.

次にこのポリベンゾオキサゾール前駆体(PA)200gを
テトラヒドロフラン150mlとトリエチルアミン1.52g(0.
015mol)の溶液に溶解した。次にテトラヒドロフラン10
mlに溶解したナフトキノンジアジドスルホン酸クロライ
ド4.03g(0.015mol)を0〜5℃で滴下した。室温で5
時間攪拌した後、生じたトリエチルアミン塩酸塩を濾別
し、濾液を水−メタノール混合溶液に投入しポリマーを
沈澱させた。この沈澱を濾集し、水−メタノール溶媒で
充分に洗浄した後、真空下40℃で1昼夜乾燥させ、ナフ
トキノンジアジドを共有結合したポリベンゾオキサゾー
ル前駆体(PB)を得た。
Next, 200 g of this polybenzoxazole precursor (PA) was mixed with 150 ml of tetrahydrofuran and 1.52 g of triethylamine (0.1 g).
015 mol). Next, tetrahydrofuran 10
4.03 g (0.015 mol) of naphthoquinonediazidesulfonic acid chloride dissolved in ml was added dropwise at 0 to 5 ° C. 5 at room temperature
After stirring for an hour, the resulting triethylamine hydrochloride was filtered off, and the filtrate was poured into a mixed solution of water and methanol to precipitate a polymer. The precipitate was collected by filtration, sufficiently washed with a water-methanol solvent, and dried under vacuum at 40 ° C. for one day to obtain a polybenzoxazole precursor (PB) to which naphthoquinonediazide was covalently bonded.

次にこのナフトキノンジアジドを共有結合したポリベ
ンゾオキサゾール前駆体(PB)1.0重量部をN−メチル
ピロリドン5.0重量部に溶解した。得られた溶液をシリ
コン上にスピンナーで塗布し、乾燥機により80℃で1時
間乾燥し、約10μmのフィルムを得た。このフイルムに
凸版印刷製解像度測定用マスク(凸版テストチャートN
o.1)を重ね、100mJ/cm2の紫外線を照射し、次に2.38%
のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現
像、更に蒸留水でよくリンスをしたところ解像度5μm
までのパターンが形成され、高解像度であることがわか
った。
Next, 1.0 part by weight of a polybenzoxazole precursor (PB) having the naphthoquinonediazide covalently bonded thereto was dissolved in 5.0 parts by weight of N-methylpyrrolidone. The obtained solution was applied onto silicon with a spinner, and dried at 80 ° C. for 1 hour with a drier to obtain a film of about 10 μm. This film is provided with a relief printing mask (Toppan Test Chart N)
O.1) Lap, was irradiated with ultraviolet rays of 100 mJ / cm 2, then 2.38%
Developed with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and rinsed well with distilled water.
The pattern up to this point was formed, and it was found that the resolution was high.

またクラックの発生もなく、残膜率は82.0%と優れて
いた。
Also, no cracks occurred and the residual film ratio was as excellent as 82.0%.

[発明の効果] 本発明によれば、耐アルカリ性に優れ、広い加工幅を
有し、かつシリコン酸化膜に対して高い密着性を有する
ポジ型感光性樹脂組成物が得られる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a positive photosensitive resin composition having excellent alkali resistance, a wide processing width, and high adhesion to a silicon oxide film can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都甲 明 東京都千代田区内幸町1丁目2番2号 住友ベークライト株式会社内 審査官 前田 佳与子 (56)参考文献 特開 平3−87745(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/023 G03F 7/075 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Akira Toko 1-2-2 Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Examiner Yoshiko Maeda (56) References JP-A-3-87745 (JP, A (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G03F 7/023 G03F 7/075

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記式[I],[II],[III],[IV]
で示される基を有するモノマー(A),(B),
(C),(D) (式中、W:2価の芳香族基) (式中、X:4価の芳香族基 1:0〜2 m:1〜2 1+m=2 (式中、Y:2価の芳香族基) (D)−NH−Z−NH− …〔IV〕 (式中、Z:2価の芳香族基、脂肪族基) を下記割合で重合した、 (A)2〜50モル%、(B)2〜50モル% (C)0〜48モル%、(D)0〜48モル% (但し、(D)は0モル%でない) 重合度2〜500のポリベンゾオキサゾール前駆体よりな
るポジ型感光性樹脂組成物。
1. The following formulas [I], [II], [III], [IV]
Monomers (A), (B),
(C), (D) (Wherein, W: divalent aromatic group) (Wherein, X: tetravalent aromatic group 1: 0-2 m: 1-2 21 + m = 2 (Wherein, Y is a divalent aromatic group) (D) -NH-Z-NH -... [IV] (where Z is a divalent aromatic group or an aliphatic group) is polymerized at the following ratio. (A) 2 to 50 mol%, (B) 2 to 50 mol%, (C) 0 to 48 mol%, (D) 0 to 48 mol% (however, (D) is not 0 mol%) A positive photosensitive resin composition comprising a polybenzoxazole precursor having a degree of polymerization of 2 to 500.
【請求項2】前駆体中におけるm基の総数の割合が である特許請求の範囲第1項記載のポジ型感光性樹脂組
成物。
2. The ratio of the total number of m groups in the precursor is The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the composition is:
【請求項3】前駆体中におけるZ基が下記式[V]で示
されるシロキサン化合物基 (式中、R1,R2:2価の脂肪族基、芳香族基 R3,R4,R5,R6:1価の脂肪族基、芳香族基 k:1〜100) を有するモノマーが2〜20モル%である特許請求の範囲
第1項、第2項記載のポジ型感光性樹脂組成物。
3. A siloxane compound group represented by the following formula [V], wherein the Z group in the precursor is (Wherein, R 1 , R 2 : divalent aliphatic group, aromatic group R 3 , R 4 , R 5 , R 6 : monovalent aliphatic group, aromatic group k: 1 to 100) 3. The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the amount of the monomer is 2 to 20 mol%.
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